Projeto de redes para provedores de internet

Brigdes
versus
Roteadores
Por Patrick Brandão – TMSoft
www.tmsoft.com.br
Pré-requisitos
►Conhecimento
básico de informática
►Laboratório com qualquer S.O.
Cisco
Linux
Mikrotik RouterOs
Modelo de camadas
ISO/OSI
TCP/IP
Aplicação
Apresentação
Aplicação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
Transporte
Internet
Acesso a rede
ISO/OSI – Camada 1 - Física
ISO/OSI
Aplicação
Apresentação
Sessão
Desprovida de inteligência, desconhece o
conceito de dados, não sabe quando começa
ou quando termina um dado, apenas
responsável por enviar ou receber os bits no
meio físico.
-Em meios metálicos, representa os bits em
forma de liga/desliga
Transporte
Rede
Enlace
Física
-Em meios ópticos, representas os bits em
pulso luminosos. Ex.: Infra-vermelho, fibras
ópticas.
-Em meios eletromagnéticos, representa os bits
por meio de ondas, existem várias formas de
enviar os bits por uma ou várias freqüências.
ISO/OSI – Camada 1 - Física
ISO/OSI
Aplicação
Apresentação
Equipamentos que apenas repassam bits ou
ampliam os sinais de uma lado para o outro da
rede são classificados na camada física.
Sessão
Exemplos:
Transporte
- Hubs: apenas ampliam a voltagem dos pulsos
de uma porta para a outra, possibilitando
distancias superiores, mas é incapaz de
determinar se a informação é sã. Repetirá os
bits mesmo que sejam de quadros danificados.
Rede
Enlace
Física
- Conversores de fibra: apenas convertem os
bits do meio óptico para o cabeamento e viceversa.
ISO/OSI – Camada 2 - Enlace
ISO/OSI
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
Responsável pela transmissão de dados entre
equipamentos que compõem uma rede direta,
cabo a cabo, ponto a ponto.
Recebe os pacotes da camada de rede
(camada superior a essa) e cria um quadro
(frame) para transportá-lo.
Um quadro contem o endereço do dispositivo
destino (MAC do destinatário ou broadcast) e o
endereço de origem (MAC de origem, endereço
do dispositivo que inseriu o quadro no meio de
transmissão).
O quadro é enviado em forma de bits para a
camada física. A camada física do destinatário
irá ler a seqüência de bits e a camada de
enlace irá definir onde começa e onde termina
o quadro, já que a camada física não
compreende isso.
ISO/OSI – Camada 2 - Enlace
Exemplo de quadro ethernet (resumido):
ISO/OSI
Aplicação
Preamble
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
Delimitador de inicio
MAC (destino)
MAC (origem)
Type
DADOS
CRC
Delimitador de fim
Delimitador de inicio: identifica o inicio do quadro
MAC destino: MAC do equipamento ou broadcast
MAC origem: MAC do dispositivo criador do quadro
Type: tipo de pacote transportado no campo DADOS
CRC: calculo matemático resultante dos bits do
quadro para verificar se houve corrupção dos bits, já
que a camada física não possui inteligência.
ISO/OSI – Camada 2 - Enlace
Equipamentos que processam quadros são
classificados na camada de enlace.
ISO/OSI
Aplicação
Apresentação
Exemplos:
Switch: repassa quadros entre portas, verifica
integridade (CRC). Ícone lógico:
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
Bridge: semelhante ao switch, porem mais
caracterizada por fazer repasse de pacotes
entre interfaces de rede com tecnologias
diferentes (principalmente na camada física).
Uma bridge wireless repassa quadros da
camada física eletromagnética para a camada
física cabeada. Ícone lógico:
Bridge Ethernet
Bridge Wireless
ISO/OSI – Camada 3 - Rede
ISO/OSI
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
O principal protocolo da camada 3 é o IPv4 e
seu sucessor, IPv6.
A camada de rede provê um endereço a um
host (computador), para que possa ser
identificado na rede local (camada de enlace) e
na rede internet.
Computadores em uma mesma rede de
camada 3 também estarão na mesma rede de
camada 2 (enlace). Computadores em camada
3 em redes IP diferentes precisarão do auxilio
de um roteador para se comunicarem.
Para determinar o endereço MAC associado a
um IP na mesma rede de enlace antes de
enviá-lo, a camada 3 é auxiliada pelo protocolo
ARP, responsável por descobrir o MAC de um IP
através de uma pergunta enviada em
broadcast (ARP request).
ISO/OSI – Camada 3 - Rede
ISO/OSI
Aplicação
Exemplo de ícones lógicos da camada 3.
Apresentação
Roteador: host que participa de 2 ou mais
redes de camada 3 (para cada rede de camada
3, uma rede de camada 2). Ícone:
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
PC: host do usuário final que possui um IP
(endereço de camada 3) e se comunica na
rede local (camdas 2 e 3).
Modelo de camadas
ISO/OSI
TCP/IP
Rede
Enlace
Internet
Acesso a rede
Física
A camada física depende diretamente da camada de
enlace, já que para cada tipo de transmissão (elétrica,
óptica, eletromagnética, etc...) a sanidade das
informações, o controle de escrita e leitura é provida
pela camada de enlace, essas duas camadas foram
unidas em uma só no modelo de camadas TCP/IP,
sendo chamada “Acesso a rede”.
Modelo de camadas TCP/IP
TCP/IP
Aplicação
Transporte
Internet
Acesso a rede
Modelo de camadas TCP/IP
TCP/IP
Aplicação
Transporte
Aplicações, comunicações entre
computadores de usuários.
(HTTP, FTP, VoIP SIP, DNS,
MSN-Messenger, SMTP, etc...)
Internet
Roteadores. (IP, ICMP, ARP)
Acesso a rede
Switchs e bridges.
Modelo de camadas TCP/IP
Exemplos de comunicações em camadas – FTP
Visão lógica - diagrama
Servidor
FTP
192.168.0.2
Cliente
FTP
Switch
192.168.0.3
Visão de camadas
Aplicação
Aplicação
Transporte
Internet
Transporte
Internet
Acesso a rede
Acesso a rede
Acesso a rede
Modelo de camadas TCP/IP
Exemplos de comunicações em camadas – FTP
Visão lógica - diagrama
Servidor
FTP
192.168.0.2
Switch
Cliente
FTP
192.168.0.3
Visão de sítios
Servidor
FTP
192.168.0.2
Switch
Cliente
FTP
192.168.0.3
Modelo de camadas TCP/IP
Exemplos de comunicações em camadas – FTP
Visão lógica - diagrama
Servidor
FTP
10.0.0.1
192.168.0.1
192.168.0.2
Cliente
FTP
10.0.0.3
Roteador
Visão de camadas
Aplicação
Aplicação
Transporte
Internet
Internet
Transporte
Internet
Acesso a rede
Acesso a rede
Acesso a rede
Modelo de camadas TCP/IP
Exemplos de comunicações em camadas – FTP
Visão lógica - diagrama
Servidor
FTP
10.0.0.1
192.168.0.1
10.0.0.3
Roteador
192.168.0.2
Cliente
FTP
Visão de sítios
Servidor
FTP
192.168.0.2
Cliente
FTP
10.0.0.1
192.168.0.1
Roteador
10.0.0.3
Broadcast
► Tipo
de pacote onde o endereço de destino
possui todos os bits em 1.
 Broadcast MAC (camada 2 modelo ISO/OSI)
►Todos
os bits do MAC são 1.
►MAC de destino dos pacotes broadcast
FF:FF:FF:FF:FF:FF
 Broadcast IP (camada 3 modelo ISO/OSI)
►Todos
os bits de host são 1.
►Ex.: endereço da rede: 192.168.1.0/24, o endereço
de broadcast será 192.168.1.255
►Quando o IP de destino é broadcast, a MAC de
destino também será broadcast.
Broadcast
►
Camada 2 – Enlace - Switchs e bridges
 Quadros com destino ao endereço de broadcast
(FF:FF:FF:FF:FF:FF) são replicados em todas as
portas, com exceção da porta por onde entrou.
Broadcast enviado
Broadcast Replicado
Broadcast
Replicado
Bridge
Broadcast Replicado
Broadcast Replicado
Bridge Wireless
Broadcast Replicado
Broadcast Replicado
Switch
Bridge Wireless
Broadcast
► Camada
3 – Rede – Roteadores e hosts
 Roteadores e hosts (computadores) não replicam
broadcasts em outras portas.
 O broadcast (MAC ou IP) é recebido pela interface de
rede, se não for processado por nenhum serviço ou pelo
sistema operacional ele será descartado.
Broadcast enviado
Broadcast
processado
e
respondido
a PC A
Nenhum broadcast
repassado aqui
192.168.0.1
192.168.0.2
PC A
10.0.0.1
Nenhum broadcast
enviado por PC A
chegará aqui
10.0.0.2
Roteador
PC B
Broadcast
►
Camada 3 – Rede – Roteadores e hosts
 Computadores em redes IPs diferentes mas no mesmo sitio
(camada 2 ISO/OSI) não processam broadcasts IP de outras redes,
embora ele sejam recebidos e replicados pelos switchs/bridges por
toda a rede.
Roteador/Gateway
Broadcast enviado
PC 1
10.0.0.2
Broadcast
Replicado
2 ips na mesma placa de rede
10.0.0.1
192.168.0.1
Broadcast Replicado
Broadcast
Replicado
PC 2
10.0.0.3
Não processará
broadcast da rede
10.0.0.0/24 na
camada 3, embora
os receba
na camada 2
PC 3
Broadcast
processado
e
respondido
a PC 1
192.168.0.1
Roteamento IP
►
Rede local
 Quando colocamos um endereço ip em um host
(computador) e a máscara de rede, definimos pela máscara
qual será o prefixo da rede local. Veja o exemplo:
IP: 192.168.200.1
Máscara: 255.255.255.0
Rede local: 192.168.200.
Quando o destino está na rede local, um ARP Request é enviado
para descobrir o MAC do destinatário, após descobrir o MAC, o
pacote é enviado para ele.
► Gateway padrão
 Quando o host não estiver na rede local, o pacote é
encaminhado para o MAC do gateway padrão.
 Ex.: 192.168.200 não está contido em 200.160.2.3
►
Exemplo
-PC A deseja enviar para 200.160.2.3, como o destino não
está na rede 172.16.0.0/24, ele é envaminhado para o
gateway padrão: Roteador A
-Roteador A conhece as redes 192.168.0.0/24,
172.16.0.0/24 e 10.0.0.0/30, como 200.160.2.3 não está
em nenhuma dessas redes, o pacote é enviado para o
gateway padrão: Roteador B
-Roteador B só conhece as redes locais, como o destino não
está dentro do provedor, o pacote é enviado para internet.
Roteador B
10.0.0.1/30
Rotas:
192.168.0.0/24 via 10.0.0.2
172.16.0.0/24 via 10.0.0.2
10.0.0.2/30
Roteador A
192.168.0.1
255.255.255.0
Gateway padrão: 10.0.0.1
172.16.0.1
255.255.255.0
PC B
PC A
172.16.0.12
Gateway padrão: 172.16.0.1
192.168.0.12
Gateway padrão: 192.168.0.1
Mais informações:
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Obrigado pela atenção!
Patrick Brandão